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风轮物理参数 CP 按风力机风轮转轴相对地面的位置可分为垂直轴风力机和水平轴风力机。 垂直轴风力机 水平轴风力机 水平轴风力发电机组按风力机功率调节方式可分为： 水平轴风力发电机类型 定桨距失速型风力发电机组 变桨距失速型风力发电机组 变桨变速恒频型风力发电机组 水平风力发电机 比较 定桨定速vs.变桨变速 风力发电机组输出功率的比较 风机控制 (1) 机组的启动和关机程序； (2) 电气负载的连接和发电机的软并网控制； (3) 变桨距风力机的功率调节和功率限制； (4) 风轮转速； (5) 偏航迎风； (6) 扭缆限制； (7) 电网失效或负载丢失时的关机等。 控制系统可以控制的功能和参数包括 风机控制 (1) 风速和风向； (2) 风轮或发电机转速； (3) 电参数，包括电网电压和频率，发电机输出电流、功率和功率因数； (4) 温度，包括发电机绕组和轴承温度，齿轮箱油温，控制柜温度和外部环境温度； (5) 制动设备状况； (6) 电缆缠绕； (7) 机械零部件故障； (8) 电网失效等。 对风力发电机组运行参数和状态的检测和监控 风机控制 转轮惯量 驱动链惯量 电力扭矩 刹车扭矩 主轴 空气动力扭矩 动力传递 风机控制 结构动力 结构运动 变桨执行 结构动态 空气动力 执行器动态 驱动链动态 电机动态 控制动态 功率变送器动态 风 轴转速 轮毂扭矩 电机转子转速 电机发应 变桨命令 测量功率 图：风机动态响应与相应控制 风机控制 功率放大器 执行器 被控对象 传感器 控制器 期望输出 实际输出 控制步骤 风机设计概念及工程设计 子系统 概念 工程设计 叶轮 叶片的数量（1，2，3）、叶片的刚性（柔的或刚的） －聚酯玻璃纤维材料 －环氧玻璃纤维材料 －环氧碳纤维材料 －环氧木纤维材料 跷跷板或刚性轮毂 焊接或铸造 功率控制系统 叶片桨距控制 全叶片或部分叶片变桨距控制 失速控制（定桨或主动失速控制） －电机驱动或液压驱动或齿形带驱动 －被动的 通过离心力 和/或 空气动力 安全系统 极限风速下，刹车型和定位，冗余型（如：各叶片可分别顺桨） －空气动力学刹车及机械刹车 －偏航（对于小叶轮） 传动系统和机舱支撑结构 底板安装式，紧凑或集成式 不同的叶轮轴承和齿轮箱的布置方式 电气系统 定速或变速（传统高速电机） －定速：感应或同步电机直接与电网连接 －变速：在感应或同步电机与电网之间加变频系统 低速电机 无齿轮箱（直驱） －多极感应或同步励磁电机 －永磁电机 偏航系统 主动或被动偏航 塔架 刚性的 钢结构 柔性的 加强混凝土结构 水平轴风机 不同转轮系统 及 其主要子系统的工程设计方法 * * * * * * 风的形成 风资源描述 风能计算 风资源知识 风的形成 地球上的风 风是主要由于太阳对地球不同地方的辐射强度不一样形成的温差和压差而产生，是太阳能的一种表现形式。另外，大范围的大气循环也在受地球自转的影响。 风——空气的流动现象。气象学中指空气相对于地面的水平运动。风是一个矢量，用风向和风速表示。 风向——指风的来向。我国风向观测用十六个方位表示，实际测风报告中还常用0-360°范围内的数字表示风向。 风速——单位时间内空气移动的距离。气象上对风速还作以下定义：（1）平均风速，相应于有限时段，通常指二分钟或十分钟的平均情况。（2）瞬时风速，相应于无限小的时段。（3）最大风速，指在给定的时间段或某个期间里面，平均风速中的最大值。（4）极大风速，指在给定的时间段内，瞬时风速的最大值。 风速换算 风速的法定单位和几种常用单位的换算。 单位 米·秒-1 海里·时-1 千米·时-1 英尺·秒-1 英里·时-1 1米·秒-1 1 1.943844 3.600 3.28084 2.23694 1海里·时-1 0.51444 1 1.852 1.6878099 1.1507795 1千米·时-1 0.278 0.53996 1 0.9113444 01英尺·秒-1 0.3048 0.592484 1.09728 1 0.681818 1英里·时-1 0.44704 0.868976 1.466667 1 平均风速 风资源描述 平均风速 为风速在规定时距T内的时间平均值，即： 采用合适时距T的平均风速（例如10分钟），它在一段观测期内的变化一般不明显。 实际平均风速是由在相应的时距中，将其瞬时风速相互抵消后所得的综合结果，采用不同的平均时距就会得到不同的平均风速，时距愈大，平均风